Kas ir cilvēka acs? Kā mēs redzam? Kā mēs uztveram apkārtējās pasaules tēlu? Šķiet, ne visi labi atceras skolas anatomijas stundas, tāpēc atcerēsimies nedaudz par to, kā ir sakārtoti cilvēka redzes orgāni.
Tātad, cik kadrus sekundē redz cilvēka acs?
Struktūra
Cilvēka acs uztver vizuālo informāciju, izmantojot konusus un stieņus, kas veido tīkleni. Šie konusi un stieņi video secību uztver atšķirīgi, taču tiem ir iespēja apvienot atšķirīgu informāciju vienā attēlā. Makšķeres neuztver krāsu atšķirības, bet tās spēj uztvert attēlu izmaiņas. No otras puses, konusi lieliski atšķir krāsas. Kopumā konusu un stieņu kombinācija ir cilvēka acs fotoreceptori, kas ir atbildīgi par to, lai skatītais attēls izskatītos holistisks.
Cik kadrus sekundē redz cilvēks? Šis bieži uzdotais jautājums. Uz tīklenes fotoreceptori atrodas salīdzinoši nevienmērīgi, centrā ir aptuveni vienāds skaits, bet tuvāk tīklenes malai stieņi veido lielāko daļu. Tieši tam ir ļoti loģisks izskaidrojums no dabas viedokļa. Tajos laikos, kad cilvēks medīja mamutu, viņa perifērā redze bija jāpielāgo ķeršanai mazākā kustība labajā vai kreisajā pusē. Pretējā gadījumā, palaidis garām visu pasaulē, viņš riskēja palikt izsalcis vai pat miris, tāpēc šāda acu uzbūve ir visdabiskākā. Tādējādi cilvēka acs struktūra ir tāda, ka tā redz nevis atsevišķus kadrus, kā karikatūras sižetā, bet gan attēlu kolekciju kopumā.
Cik kadrus sekundē redz cilvēka acs?
Ja personai rādāt vienu kadru sekundē ilgs periods laika gaitā viņš sāks uztvert nevis attēlus atsevišķi, bet gan kustības attēlu kopumā. Taču video attēla demonstrēšana šādā ritmā cilvēkam ir neērta. Pat mēmo filmu laikos kadru ātrums sasniedza 16 sekundē. Salīdzinot mēmā kino kadrus ar mūsdienu filmām, rodas sajūta, ka 20. gadsimta sākuma filmēšana notika palēninājumā. Skatoties, gribas nedaudz pasteidzināt ekrānā redzamos varoņus. Pašlaik fotografēšanas standarts ir 24 kadri ar piemērotu frekvenci cilvēka orgāni redze. Bet vai tā ir robeža, kas ir ārpus šī diapazona robežām?
Cik kadru sekundē cilvēks redz, tagad jūs zināt.
Ja palielināsiet kadru ātrumu, kas notiks?
Terminu kadru nomaiņas ātrums (fps) pirmo reizi izmantoja fotogrāfs Edvards Muibridžs. Un kopš tā laika filmu veidotāji nenogurstoši eksperimentē ar šo rādītāju. No lietderības viedokļa var šķist, ka mainīt kadru skaitu sekundē ir nepamatoti, jo citu skaitli cilvēka acs neredzēs.
Cik kadrus/s acs uztver? Mēs zinām, ka 24. Vai ir jēga kaut ko mainīt? Izrādās, ka visi šie centieni ir pamatoti. Mūsdienu spēlētāji un tikai cilvēki, kas ir datoru lietotāji, to var teikt ar pārliecību.
Zinātniskais pamatojums
Zinātnieki ir pierādījuši, ka pie 24 reizes lielāka kadru ātruma cilvēks monitorā uztver ne tikai kopējo attēlu, bet zemapziņas līmenī atsevišķus kadrus. Spēļu izstrādātājiem šī informācija ir kļuvusi par stimulu turpmākiem pētījumiem par cilvēka redzes iespējām. Pārsteidzoši, ka cilvēka acs var uztvert video ar ātrumu 60 kadri sekundē vai vairāk. Spēja uztvert vairāk attēlu palielinās, kad koncentrējaties uz kaut ko. Šajā gadījumā cilvēks spēj uztvert līdz pat simts kadriem sekundē, nezaudējot video attēla semantisko pavedienu. Un gadījumā, ja uzmanība ir izkliedēta, uztveres ātrums var samazināties līdz 10 kadriem sekundē.
Atbildot uz jautājumu, cik kadrus/s redz cilvēka acs, varat droši zvanīt uz numuru 100.
Kā tiek veikts pētījums?
Eksperimenti cilvēka redzes orgānu spēju noteikšanas jomā tiek pastāvīgi veikti, un zinātnieki ar to neapstāsies. Piemēram, tiek veikta šāda pārbaude: cilvēku kontroles grupa skatās piedāvātos videoklipus ar dažādu kadru ātrumu. Rāmji ar kaut kādu defektu tiek ievietoti noteiktos fragmentos dažādos laika intervālos. Tie attēlo kaut kādu lieku priekšmetu, kas neiekļaujas vispārējā kontūrā. Tas varētu būt ātri kustīgs lidojošs objekts. Visās grupās vairāk nekā 50% subjektu pamana lidojošu objektu. Šis apstāklis neizraisītu tādu izbrīnu, ja nebūtu zināms, ka šis video tika rādīts ar frekvenci 220 kadri sekundē. Protams, neviens nevarēja redzēt attēlu detalizēti, bet pat tas, ka cilvēki vienkārši varēja pamanīt ekrāna mirgošanu ar šādu kadru ātrumu, runā pats par sevi.
Tas, cik kadru sekundē cilvēks redz, ir interesanti daudziem. Vairāk interesantas detaļas tiks apspriestas tālāk.
negaidīti fakti
Ne visi par to zina interesants fakts: eksperimenti ar video attēlu attēlošanu dažādās frekvencēs sākās pirms vairāk nekā simts gadiem mēmo filmu laikmetā. Pirmo filmu demonstrēšanai filmu projektori tika aprīkoti ar manuālu ātruma regulatoru. Tas ir, filma tika rādīta ar ātrumu, ar kādu mehāniķis pagrieza kloķi, un viņš, savukārt, vadījās pēc skatītāju reakcijas. Mēmās filmas sākotnējais ātrums bija 16 kadri sekundē.
Bet, skatoties komēdiju, kad skatītāji izrādīja augstu aktivitāti, līdz 30 kadriem sekundē. Bet šāda iespēja patvaļīgi pielāgot displeja ātrumu varētu būt negatīvas sekas. Kad kinoteātra īpašnieks vēlējās nopelnīt vairāk, viņš attiecīgi samazināja viena seansa izrādīšanas laiku, bet paši palielināja seansu skaitu. Tas noveda pie tā, ka filmas produkciju cilvēka acs neuztvēra, un skatītājs palika neapmierināts. Rezultātā daudzās valstīs likumdošanas līmenī viņi aizliedza demonstrēt filmas ar paātrinātu biežumu un noteica normu, saskaņā ar kuru strādāja projektoristi. Vispār, kāpēc tiek pētīti fps un cilvēka acs? Parunāsim par to.
Kam tas paredzēts?
Šo pētījumu praktiskais ieguvums ir šāds: palielinot mirgojošo kadru ātrumu ekrānā, attēls it kā tiek izlīdzināts, radot nepārtrauktas kustības efektu. Lai skatītos standarta video, par optimālāko tiek uzskatīts 24 kadri sekundē, tā mēs skatāmies filmas kinoteātros. Taču jaunais IMAX platekrāna formāts izmanto kadru ātrumu 48 kadri sekundē. Tas rada ieskaujošu efektu virtuālā realitāte pēc iespējas tuvāk realitātei. Šo sajūtu var vēl vairāk uzlabot, izmantojot 3D tehnoloģiju. Veidojot datorspēles, izstrādātāji izmanto ciklu 50 kadri sekundē. Tas tiek darīts, lai sasniegtu maksimālu spēles realitātes reālismu. Taču šeit nozīme ir arī interneta ātrumam, tāpēc kadru ātrums var mainīties uz augšu vai uz leju.
Mēs paskatījāmies, cik kadrus sekundē redz cilvēks.
"Kino ir patiesi 24 kadri sekundē."
Žans Liks Godārs
Sveiki sveiki! Šodien mums ir ziņkārīgs temats, bet a priori “holivar”. Kas ir labāks 24, 48, 60 vai pat 100500 kadri sekundē? Atbildes vēl nav, un vai tā ir vajadzīga? Varbūt jums vajadzētu izmantot gan 24, gan 48 kadrus sekundē? Bet vairāk par to vēlāk.
Sākumā nedaudz vēstures. Ja jūs zināt šos faktus, tad laipni aicināti, cienījamie profesionāļi, izlaist divas rindkopas pie pašas tēmas.
Kāpēc lielākā daļa filmu tiek rādītas ar ātrumu 24 kadri sekundē? Šis standarts tika ieviests kā minimums, lai saskaņotu video un audio ierakstus skaņu kino sākuma dienās. Mēmās filmas bieži tika uzņemtas ar ātrumu 16-18 kadri sekundē, un šādos apstākļos nebija iespējams sinhronizēti pievienot skaņas celiņu. Bet patiesībā skatītājs redz 48 kadrus. Kā tas darbojas? Viss ir vienkārši! Filmu projektorā ir tāda lieta - slēģi. Tas izskatās kā puse diska. Obturators griežas un, ja tas neaizsedz gaismu, uz ekrāna tiek projicēts rāmis, un, ja gaisma ir bloķēta, ekrānā parādās melns tukšums. Un tā katru otro kadru! Padomā par to! Pusi no filmas skatītājs nesaņem nekādu informāciju!
Televīzijas kadru ātrums sākotnēji bija 50 vai 60 kadri sekundē. Tas ir saistīts ar sistēmas mainīgo elektriskā strāva 50Hz Eiropā un 60Hz Amerikā. Bet TV ekrānā tiek rādīti nevis pilnvērtīgi kadri, bet puskadri. Tas ir, vispirms parādās attēls, kurā ir redzamas tikai pāra līnijas, un tad nepāra līnijas. Rezultāts ir 25-30 kadri.
Bet tad ir digitālās video un filmu kameras, kas spēj uzņemt pilnvērtīgus 50, 60 vai vairāk kadrus sekundē. Un, protams, tos nekavējoties sāk izmantot seriālu ražošanā, tādējādi radot HFR (augsta kadru ātruma) reputāciju kā pārāk ikdienišķu attēlu, kas nevar radīt īpašu kino atmosfēru. Viss izrādās pārāk asi, var redzēt daudz detaļu par aktiera seju, kostīmu, grimu, dekorācijām un tā tālāk. Tas atņem no paša sižeta.
Filmas sāka runāt par HFR, kad kļuva zināms par Hobita filmēšanu ar ātrumu 48 kadri sekundē un Avatar 2 ar ātrumu 60 kadri sekundē. Pītera Džeksona filma jau ir iznākusi, un daudzi nebija pieraduši redzēt jauno kadru ātrumu, dažiem pat reiba galva. Bet pēc kāda laika visi pierada. Tātad, ir pienācis laiks noskaidrot, vai mums filmu ražošanā ir nepieciešams HFR.
Kāds fotogrāfs savā meistarklasē teica, ka svarīgākais fotogrāfijā ir:
- Izceliet galveno
- Noņemiet lieko
- Rādīt dinamiku un skaļumu.
Tas pats attiecas uz kinematogrāfiju. Daudzi iesācēju filmu veidotāji jautā: "Kā iegūt kinematogrāfisku attēlu?". Kinoteātrī šie 3 punkti tiek vienkārši risināti. Tie izceļ galveno ar DOF (attēlotās telpas lauka dziļuma), krāsu un gaismas akcentu, rakstura vai kameras kustības un citu paņēmienu palīdzību. Viņi noņem lieko, izmantojot, iedomājieties, tos pašus paņēmienus: nogriež nevajadzīgus objektus, atstājot tos ārpus fokusa, fons ir mazāk apgaismots nekā visa aina, un attēls tiek apgriezts saskaņā ar cilvēka uztveres likumiem. Dinamiku un skaļumu parāda kameras kustība, varoņi, filmas ekspozīcija.
Kinoteātra atmosfēras galvenā būtība ir vieglā raustījumā - stroboskops un neliels kadra izplūdums. Izplūšana rodas, jo kinoteātris neizmanto lielus aizvara ātrumus, pretējā gadījumā stroboskops būs ļoti pamanāms. Un tā filma plūst kā upe, ievelk sevī, liek justies ērti. Vai tiešām ļaundari Džeksons un Kamerons vēlas tādus atņemt labi apstākļi Skatīt? Bet pagaidi! Izmantojot HFR, "upes" gludums tiks panākts ar lielu kadru skaitu - bez lēcieniem! Un ūdens kļūs tīrāks, un būs iespējams atšķirt oļus apakšā.
Stjuarts Mašvics saka, ka kinematisms ir informācijas griešana. Bet atcerēsimies vēsturi. Katru reizi, kad kāds nolēma palielināt informatīvā kino iespēju, kino sabiedrība bija pret to. Viņi teica, ka jaunā tendence iznīcinās kino. Tomēr jauninājums auditorijai patika. Šāda situācija bija ar skaņu, krāsu, platekrāna un 3D kino. Acīmredzot jaunais solis ir filmas, kas uzņemtas ar lielu kadru ātrumu.
Taču bieži filmu veidotāji atgriežas pie vecajām formām. Melnbaltās filmas vai melnbaltās ieliktņi krāsainās filmās - kopumā ļoti bieža parādība. Un dažreiz tiek uzņemtas mēmās filmas, un par to saņem pat Oskarus. Tāpēc kāpēc aprakt 24 kadrus? Šādas filmas noteikti būs pieejamas vēl daudzus gadus. Ir vērts ņemt kadru ātrumu kā līdzekli, lai to sasniegtu vēlamo rezultātu. Uzziniet, kā to izmantot kā diafragmas atvērumu un aizvara ātrumu, krāsu un melnbaltu attēlu, platleņķa un gara fokusa optiku.
Godārs teica: "Kino ir patiesība 24 kadri sekundē." Tas, cik patiesības vēlaties pateikt, ir atkarīgs tikai no jums, kungi, iesācēji un jau pieredzējuši filmu veidotāji!
Sākumā filmu krājumi bija ļoti dārgi, tik ļoti, ka, lai tos saglabātu, režisori centās izmantot pēc iespējas mazāk kadru, kas nodrošinātu vienmērīgu kustību. Šis slieksnis svārstījās no 16 līdz 24 kadriem sekundē, un galu galā tika izvēlēts viens līmenis 24 kadri sekundē. Šis standarts ir izveidots daudzus gadu desmitus un joprojām tiek izmantots kinematogrāfijā.
Cik rāmjus izvēlēties
Kadru skaita izvēle ir atkarīgs no radošā redzējuma un efekta, ko vēlaties iegūt. Mazāks ātrums padara to tā, ka smadzenes zemapziņā atpazīst, ka novērojamais attēls ir "viltus", tāpēc, izvēloties 24 kadrus sekundē, var lieliski uzsvērt iztēlē balstītu koncepciju, piemēram, pasakās un citās nereālās filmās.
Jo lielāks kadru skaits, jo reālistiskākas izskatās ainas, tāpēc šis ātrums ir ideāli piemērots mūsdienu spēlfilmām, dokumentālajām filmām vai asa sižeta filmām. Lai gan 60 kadri/s ir tehniski labākais risinājums gludumam, stop-motion animācijas izskatās lieliski ar ātrumu 12 kadri/s, un redzēt bumbu mača laikā ar ātrumu 24 kadri/s ir gandrīz neiespējami.
Bieži vien izstrādātāji cenšas pieturēties pie savā reģionā tradicionāli lietotā kadru ātruma, t. 29,97 kadri sekundē ASV un Japānā un 25 kadri sekundē Eiropā un lielākajā daļā Āzijas. Pārliecinieties, vai jūsu izvēle ir labi pārdomāta.
Atcerieties, ka cilvēka acs ir sarežģīta ierīce un neatpazīst atsevišķus kadrus, tāpēc šos ieteikumus nevajadzētu uzskatīt par zinātniski pierādītiem faktiem, bet gan par dažādu cilvēku daudzu gadu novērojumu rezultātu.
Zemāk jūs atradīsiet informāciju par vispārējiem kadru numuriem, kas tiek izmantoti filmās un klipos:
- 12 kadri sekundē: Absolūtais minimums, kas nepieciešams, lai notiktu kustība. Mazāks ātrums tiks uztverts kā atsevišķu attēlu kopums.
- 24 kadri sekundē: minimālā vērtība, pie kuras kustība izskatās diezgan gluda. Šī ir laba iespēja, kas piemērota vecas filmas atmosfēras radīšanai.
- 25 kadri sekundē: TV standarts ES un lielākajā daļā Āzijas valstu.
- 30 kadri/s (precīzāk 29,97): Standarts, ko izmanto ASV un Japānā.
- 48 kadri sekundē: Vērtība ir divreiz lielāka nekā tradicionālajām filmām.
- 60 kadri sekundē: pašlaik vismodernākais ierakstīšanas ātrums. Lielākā daļa cilvēku neredz lielu atšķirību vienmērīgā kustībā, fotografējot ar ātrumu virs 60 kadriem sekundē. Šis kadru skaits ir lieliski piemērots ātras darbības attēlošanai.
Animācija ar ātrumu 12 kadri sekundē
Liels kadru nomaiņas ātrums var būt noderīgs arī attēlu izbalēšanas un gaišuma gadījumā, kur zemākas vērtības var izraisīt attēla kvalitātes zudumu.
Protams, nevajadzētu izmantot vienu fiksētu kadru nomaiņas ātrumu visai filmai. Piemēram, varat izvēlēties 24 kadri/s romantiskam efektam un pēc tam pārslēgties uz 60 kadriem/s, kad nepieciešams:
- Sprādzieni: filmu sprādzieni, kas uzņemti ar ātrumu 24 kadri sekundē, izskatās kraukšķīgi, bet nemierīgi vai izplūduši, bet gludi. Izmantojot vairāk kadru sekundē, jūs varat detalizēti attēlot ļoti ātrus sprādzienus ar augstu gludumu un skaidrību.
- Šķidrumi: ar lielu kadru ātrumu, uzņemot ātri kustīgus šķidrumus, tiek iegūti plati diafragmas atvēruma iestatījumi.
- Dinamiskās ainas: piemēram, bokss, cīņa utt.
- Kadri un citi ātri kustīgi objekti: kustības izplūšana ar vairāk zemas frekvences kadri neļauj izsekot ātri kustīgiem objektiem. Ainās, kas uzņemtas ar lielu kadru skaitu sekundē, šī problēma nerodas.
Jums nav jāizvēlas starp izplūšanu un zemām detaļām
Ainās ar ātra darbība un liels skaits mazu, kustīgu objektu, piemēram šis Nintendo klips, frekvence in 60 kadri sekundēļauj tvert visas mazākās detaļas, vienlaikus saglabājot neparastu attēla gludumu.
Ierakstiet minūtes video ar lielu, un pēc tam, ar neliels daudzums rāmji. Kopīgojiet šo ziņu ar kopienu un pajautājiet dalībniekiem, kas viņiem patika šajās filmās.
Publicēts: 2014. gada 6. janvārī Tagos: ,FPS un cilvēka acs: cik kadrus/s acs uztver?
Par šo tēmu internetā ir salauztas daudzas kopijas. Galvenokārt tāpēc, ka cilvēki vēlas zināt FPS ierobežojumu, ko ir jēga iestatīt spēlēs, jo. tas ļauj novērtēt praktisko iespējamību iegādāties jaudīgākas videokartes.
Mēģināsim to izdomāt.
Inerce, kā FPS analogs cilvēka acij
FPS analogs ir inerce stieņi un konusi - tīklenes gaismas jutīgo šūnu fotoreceptori.
Inerce ir laiks, kas nepieciešams, lai receptors pieņemtu jaunu informāciju.
Un šeit sākas pirmās problēmas.
- Pirmkārt, stieņi un konusi atšķirīgi uztver kustību un krāsu. Kociņi ir 100 reizes mazāk jutīgi pret krāsām, bet tiem ir ievērojami mazāka inerce. Tie. viņu FPS ir augstāks. Bet viņi praktiski nespēj atšķirt krāsas;
- otrkārt, šie fotoreceptori tiek novietoti uz tīklenes NAV vienmērīgi. Konusi (kuriem ir zems FPS, bet laba krāsu atpazīšana) ir novietoti centrā, mijas ar konusiņiem. Tīklenes sānos ir tikai stieņi.
Mātes dabas ideja ir vienkārša - sānos ir kaut kas visjutīgākais pret kustību. Šo receptoru uzdevums ir vienkārši signalizēt, ka "tur, tajos sānos esošajos krūmos, kaut kas kustas". Tad cilvēks var pagriezt galvu un apsvērt šo "kaut ko" ar jutīgākiem receptoriem - bah! Jā, tas ir liels svītrains izsalcis tīģeris! =)
Acīmredzot persona, kas strādā pie datora, lielākoties izmanto tīklenes centru.
Tāpēc šajā gadījumā ir ieteicams runāt tikai par stieņu un konusu maisījuma vidējo FPS.
Vienā vietnē man izdevās atrast pētījumu rezultātus par šo tēmu.
Minimālā inerce bija 20 ms.
Citiem vārdiem sakot, mēs saņemam FPS 50 kadri sekundē.
Vai tas nozīmē, ka FPS virs šīs vērtības acs nekādā veidā nejutīs?
FPS acis un reālisma izjūta
Cilvēka redzes sistēma neaprobežojas tikai ar aci. Acs ir tikai “sensors”, no kura informācija netiek uztverta tieši, bet gan iziet sarežģītu un līdz galam neizprotamu pēcapstrādes procesu. Tas izskaidro optisko ilūziju esamību.
Piemēram, apskatiet šo attēlu.
Acīmredzot šeit ir tikai 1 kadrs, bet smadzenes uztver signālus, kas saņemti no nūjiņām (no redzes perifērijas) un uztver tos kā kustības pazīmes, tas ļaus “pabeigt” kadrus un veikt vienmērīgu kustību no tikai 1 rāmis.
Izplūduma efekts un FPS
cilvēka acs spēj uztvert augstāko FPS redzes perifērijā. Mūsdienu monitori vēl nav sasnieguši tādu izmēru, kas aptvertu visu cilvēka redzamības lauku. Un tas uzliek noteiktus ierobežojumus attēla reālisma pakāpei. Videospēļu izstrādātāji to saprot un tāpēc nāca klajā ar ideju ap ekrāna malām pievienot izplūšanas efektu, kas ļauj smadzenēm reālāk uztvert ekrānā notiekošo. Tajā pašā laikā aizmiglošana samazina FPS prasību ekrāna malās, piemēram smadzenes fiksē JAU MĀKSLĪGI izplūdušo attēlu. Attiecīgi, lai nodrošinātu vēlamo reālisma līmeni, pietiek ar zemāku FPS.
secinājumus
Ņemot vērā sinusa pēcapstrādes neparasto sarežģītību cilvēka smadzenes, vienkārši nav iespējams norādīt precīzu FPS vērtību, ko mēs uztveram ar precizitāti viens.
Fizisko uztveres robežu var novirzīt tikai 20 ms, kas atbilst 50 kadriem sekundē.
Tajā pašā laikā jāņem vērā, ka monitora malas tver perifērās redzes daļa, kur receptoru jutība ir lielāka, taču, kā mēs saprotam, spēļu izstrādātāji ir iemācījušies apmānīt vizuālo sistēmu šajā jomā. no attēla.
Rezultātā ir racionāli apstāties pie 60 kadriem sekundē, rezervē ņemot 10 kadri/s, lai skatītu video secību, kurā malās nav izplūduma efekta.